Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fsumvma Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fsumvma 24983
 Description: Rewrite a sum over the von Mangoldt function as a sum over prime powers. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumvma.1 (𝑥 = (𝑝𝑘) → 𝐵 = 𝐶)
fsumvma.2 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
fsumvma.3 (𝜑𝐴 ⊆ ℕ)
fsumvma.4 (𝜑𝑃 ∈ Fin)
fsumvma.5 (𝜑 → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)))
fsumvma.6 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
fsumvma.7 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0)) → 𝐵 = 0)
Assertion
Ref Expression
fsumvma (𝜑 → Σ𝑥𝐴 𝐵 = Σ𝑝𝑃 Σ𝑘𝐾 𝐶)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑝,𝑥,𝐴   𝑥,𝐶   𝑘,𝐾,𝑥   𝜑,𝑘,𝑝,𝑥   𝐵,𝑘,𝑝   𝑃,𝑘,𝑝,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑘,𝑝)   𝐾(𝑝)

Proof of Theorem fsumvma
Dummy variables 𝑎 𝑧 𝑏 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fvexd 6241 . . . 4 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) ∈ V)
2 fveq2 6229 . . . . . . . 8 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩))
3 df-ov 6693 . . . . . . . 8 (𝑝𝑘) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩)
42, 3syl6eqr 2703 . . . . . . 7 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) = (𝑝𝑘))
54eqeq2d 2661 . . . . . 6 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑥 = (↑‘𝑧) ↔ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
65biimpa 500 . . . . 5 ((𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ 𝑥 = (↑‘𝑧)) → 𝑥 = (𝑝𝑘))
7 fsumvma.1 . . . . 5 (𝑥 = (𝑝𝑘) → 𝐵 = 𝐶)
86, 7syl 17 . . . 4 ((𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ 𝑥 = (↑‘𝑧)) → 𝐵 = 𝐶)
91, 8csbied 3593 . . 3 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) / 𝑥𝐵 = 𝐶)
10 fsumvma.4 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ Fin)
11 fsumvma.2 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
1211adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑃) → 𝐴 ∈ Fin)
13 fsumvma.5 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)))
1413biimpd 219 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)))
1514impl 649 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴))
1615simprd 478 . . . . . 6 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)
1716ex 449 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑃) → (𝑘𝐾 → (𝑝𝑘) ∈ 𝐴))
1815simpld 474 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
1918simpld 474 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → 𝑝 ∈ ℙ)
2019adantrr 753 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ (𝑘𝐾𝑧𝐾)) → 𝑝 ∈ ℙ)
2118simprd 478 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → 𝑘 ∈ ℕ)
2221adantrr 753 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ (𝑘𝐾𝑧𝐾)) → 𝑘 ∈ ℕ)
2321ex 449 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑝𝑃) → (𝑘𝐾𝑘 ∈ ℕ))
2423ssrdv 3642 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑝𝑃) → 𝐾 ⊆ ℕ)
2524sselda 3636 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑧𝐾) → 𝑧 ∈ ℕ)
2625adantrl 752 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ (𝑘𝐾𝑧𝐾)) → 𝑧 ∈ ℕ)
27 eqid 2651 . . . . . . . 8 𝑝 = 𝑝
28 prmexpb 15477 . . . . . . . . 9 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ (𝑝 = 𝑝𝑘 = 𝑧)))
2928baibd 968 . . . . . . . 8 ((((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) ∧ 𝑝 = 𝑝) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3027, 29mpan2 707 . . . . . . 7 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3120, 20, 22, 26, 30syl22anc 1367 . . . . . 6 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ (𝑘𝐾𝑧𝐾)) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3231ex 449 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑃) → ((𝑘𝐾𝑧𝐾) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧)))
3317, 32dom2lem 8037 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑃) → (𝑘𝐾 ↦ (𝑝𝑘)):𝐾1-1𝐴)
34 f1fi 8294 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑘𝐾 ↦ (𝑝𝑘)):𝐾1-1𝐴) → 𝐾 ∈ Fin)
3512, 33, 34syl2anc 694 . . 3 ((𝜑𝑝𝑃) → 𝐾 ∈ Fin)
3613simplbda 653 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)
37 fsumvma.6 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
3837ralrimiva 2995 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
3938adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → ∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
407eleq1d 2715 . . . . 5 (𝑥 = (𝑝𝑘) → (𝐵 ∈ ℂ ↔ 𝐶 ∈ ℂ))
4140rspcv 3336 . . . 4 ((𝑝𝑘) ∈ 𝐴 → (∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ ℂ → 𝐶 ∈ ℂ))
4236, 39, 41sylc 65 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → 𝐶 ∈ ℂ)
439, 10, 35, 42fsum2d 14546 . 2 (𝜑 → Σ𝑝𝑃 Σ𝑘𝐾 𝐶 = Σ𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)(↑‘𝑧) / 𝑥𝐵)
44 nfcv 2793 . . . 4 𝑦𝐵
45 nfcsb1v 3582 . . . 4 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵
46 csbeq1a 3575 . . . 4 (𝑥 = 𝑦𝐵 = 𝑦 / 𝑥𝐵)
4744, 45, 46cbvsumi 14471 . . 3 Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑦 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝑦 / 𝑥𝐵
48 csbeq1 3569 . . . 4 (𝑦 = (↑‘𝑧) → 𝑦 / 𝑥𝐵 = (↑‘𝑧) / 𝑥𝐵)
49 snfi 8079 . . . . . . 7 {𝑝} ∈ Fin
50 xpfi 8272 . . . . . . 7 (({𝑝} ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ Fin) → ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5149, 35, 50sylancr 696 . . . . . 6 ((𝜑𝑝𝑃) → ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5251ralrimiva 2995 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
53 iunfi 8295 . . . . 5 ((𝑃 ∈ Fin ∧ ∀𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin) → 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5410, 52, 53syl2anc 694 . . . 4 (𝜑 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
55 fvex 6239 . . . . . . 7 (↑‘𝑎) ∈ V
56552a1i 12 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ V))
57 eliunxp 5292 . . . . . . . . 9 (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↔ ∃𝑝𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)))
5813simprbda 652 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
59 opelxp 5180 . . . . . . . . . . . . . 14 (⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
6058, 59sylibr 224 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ))
61 eleq1 2718 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ↔ ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ)))
6260, 61syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6362impancom 455 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6463expimpd 628 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6564exlimdvv 1902 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∃𝑝𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6657, 65syl5bi 232 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6766ssrdv 3642 . . . . . . . . 9 (𝜑 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ⊆ (ℙ × ℕ))
6867sseld 3635 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑏 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)))
6966, 68anim12d 585 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∧ 𝑏 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ))))
70 1st2nd2 7249 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → 𝑎 = ⟨(1st𝑎), (2nd𝑎)⟩)
7170fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑎) = (↑‘⟨(1st𝑎), (2nd𝑎)⟩))
72 df-ov 6693 . . . . . . . . . 10 ((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = (↑‘⟨(1st𝑎), (2nd𝑎)⟩)
7371, 72syl6eqr 2703 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑎) = ((1st𝑎)↑(2nd𝑎)))
74 1st2nd2 7249 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → 𝑏 = ⟨(1st𝑏), (2nd𝑏)⟩)
7574fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑏) = (↑‘⟨(1st𝑏), (2nd𝑏)⟩))
76 df-ov 6693 . . . . . . . . . 10 ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)) = (↑‘⟨(1st𝑏), (2nd𝑏)⟩)
7775, 76syl6eqr 2703 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑏) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)))
7873, 77eqeqan12d 2667 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ ((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏))))
79 xp1st 7242 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (1st𝑎) ∈ ℙ)
80 xp2nd 7243 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (2nd𝑎) ∈ ℕ)
8179, 80jca 553 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → ((1st𝑎) ∈ ℙ ∧ (2nd𝑎) ∈ ℕ))
82 xp1st 7242 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (1st𝑏) ∈ ℙ)
83 xp2nd 7243 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (2nd𝑏) ∈ ℕ)
8482, 83jca 553 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → ((1st𝑏) ∈ ℙ ∧ (2nd𝑏) ∈ ℕ))
85 prmexpb 15477 . . . . . . . . . 10 ((((1st𝑎) ∈ ℙ ∧ (1st𝑏) ∈ ℙ) ∧ ((2nd𝑎) ∈ ℕ ∧ (2nd𝑏) ∈ ℕ)) → (((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)) ↔ ((1st𝑎) = (1st𝑏) ∧ (2nd𝑎) = (2nd𝑏))))
8685an4s 886 . . . . . . . . 9 ((((1st𝑎) ∈ ℙ ∧ (2nd𝑎) ∈ ℕ) ∧ ((1st𝑏) ∈ ℙ ∧ (2nd𝑏) ∈ ℕ)) → (((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)) ↔ ((1st𝑎) = (1st𝑏) ∧ (2nd𝑎) = (2nd𝑏))))
8781, 84, 86syl2an 493 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → (((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)) ↔ ((1st𝑎) = (1st𝑏) ∧ (2nd𝑎) = (2nd𝑏))))
88 xpopth 7251 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → (((1st𝑎) = (1st𝑏) ∧ (2nd𝑎) = (2nd𝑏)) ↔ 𝑎 = 𝑏))
8978, 87, 883bitrd 294 . . . . . . 7 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ 𝑎 = 𝑏))
9069, 89syl6 35 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∧ 𝑏 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ 𝑎 = 𝑏)))
9156, 90dom2lem 8037 . . . . 5 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1→V)
92 f1f1orn 6186 . . . . 5 ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1→V → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1-onto→ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))
9391, 92syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1-onto→ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))
94 fveq2 6229 . . . . . 6 (𝑎 = 𝑧 → (↑‘𝑎) = (↑‘𝑧))
95 eqid 2651 . . . . . 6 (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) = (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))
96 fvex 6239 . . . . . 6 (↑‘𝑧) ∈ V
9794, 95, 96fvmpt 6321 . . . . 5 (𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))‘𝑧) = (↑‘𝑧))
9897adantl 481 . . . 4 ((𝜑𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))‘𝑧) = (↑‘𝑧))
99 fveq2 6229 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩))
10099, 3syl6eqr 2703 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) = (𝑝𝑘))
101100eleq1d 2715 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → ((↑‘𝑎) ∈ 𝐴 ↔ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴))
10236, 101syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
103102impancom 455 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
104103expimpd 628 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
105104exlimdvv 1902 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (∃𝑝𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
10657, 105syl5bi 232 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
107106imp 444 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴)
108107, 95fmptd 6425 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)⟶𝐴)
109 frn 6091 . . . . . . 7 ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)⟶𝐴 → ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ⊆ 𝐴)
110108, 109syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ⊆ 𝐴)
111110sselda 3636 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝑦𝐴)
11245nfel1 2808 . . . . . . 7 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ
11346eleq1d 2715 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 ∈ ℂ ↔ 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ))
114112, 113rspc 3334 . . . . . 6 (𝑦𝐴 → (∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ ℂ → 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ))
11538, 114mpan9 485 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ)
116111, 115syldan 486 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ)
11748, 54, 93, 98, 116fsumf1o 14498 . . 3 (𝜑 → Σ𝑦 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝑦 / 𝑥𝐵 = Σ𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)(↑‘𝑧) / 𝑥𝐵)
11847, 117syl5eq 2697 . 2 (𝜑 → Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)(↑‘𝑧) / 𝑥𝐵)
119110sselda 3636 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝑥𝐴)
120119, 37syldan 486 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 ∈ ℂ)
121 eldif 3617 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) ↔ (𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))))
12295, 55elrnmpti 5408 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ ∃𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)𝑥 = (↑‘𝑎))
123100eqeq2d 2661 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑥 = (↑‘𝑎) ↔ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
124123rexiunxp 5295 . . . . . . . . . 10 (∃𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)𝑥 = (↑‘𝑎) ↔ ∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘))
125122, 124bitri 264 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ ∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘))
126 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) → 𝑥 = (𝑝𝑘))
127 simplr 807 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) → 𝑥𝐴)
128126, 127eqeltrrd 2731 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) → (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)
12913rbaibd 969 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
130129adantlr 751 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
131128, 130syldan 486 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
132131pm5.32da 674 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → ((𝑥 = (𝑝𝑘) ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) ↔ (𝑥 = (𝑝𝑘) ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))))
133 ancom 465 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑝𝑃𝑘𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) ↔ (𝑥 = (𝑝𝑘) ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)))
134 ancom 465 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) ↔ (𝑥 = (𝑝𝑘) ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
135132, 133, 1343bitr4g 303 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → (((𝑝𝑃𝑘𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘))))
1361352exbidv 1892 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐴) → (∃𝑝𝑘((𝑝𝑃𝑘𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) ↔ ∃𝑝𝑘((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘))))
137 r2ex 3090 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘) ↔ ∃𝑝𝑘((𝑝𝑃𝑘𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
138 r2ex 3090 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝𝑘) ↔ ∃𝑝𝑘((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
139136, 137, 1383bitr4g 303 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → (∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘) ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
140 fsumvma.3 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐴 ⊆ ℕ)
141140sselda 3636 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℕ)
142 isppw2 24886 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℕ → ((Λ‘𝑥) ≠ 0 ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
143141, 142syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → ((Λ‘𝑥) ≠ 0 ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
144139, 143bitr4d 271 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘) ↔ (Λ‘𝑥) ≠ 0))
145125, 144syl5bb 272 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ (Λ‘𝑥) ≠ 0))
146145necon2bbid 2866 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → ((Λ‘𝑥) = 0 ↔ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))))
147146pm5.32da 674 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0) ↔ (𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))))
148 fsumvma.7 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0)) → 𝐵 = 0)
149148ex 449 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0) → 𝐵 = 0))
150147, 149sylbird 250 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 = 0))
151121, 150syl5bi 232 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 = 0))
152151imp 444 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))) → 𝐵 = 0)
153110, 120, 152, 11fsumss 14500 . 2 (𝜑 → Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑥𝐴 𝐵)
15443, 118, 1533eqtr2rd 2692 1 (𝜑 → Σ𝑥𝐴 𝐵 = Σ𝑝𝑃 Σ𝑘𝐾 𝐶)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   = wceq 1523  ∃wex 1744   ∈ wcel 2030   ≠ wne 2823  ∀wral 2941  ∃wrex 2942  Vcvv 3231  ⦋csb 3566   ∖ cdif 3604   ⊆ wss 3607  {csn 4210  ⟨cop 4216  ∪ ciun 4552   ↦ cmpt 4762   × cxp 5141  ran crn 5144  ⟶wf 5922  –1-1→wf1 5923  –1-1-onto→wf1o 5925  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690  1st c1st 7208  2nd c2nd 7209  Fincfn 7997  ℂcc 9972  0cc0 9974  ℕcn 11058  ↑cexp 12900  Σcsu 14460  ℙcprime 15432  Λcvma 24863 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052  ax-addf 10053  ax-mulf 10054 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-iin 4555  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-supp 7341  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-ixp 7951  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fsupp 8317  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ioo 12217  df-ioc 12218  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-mod 12709  df-seq 12842  df-exp 12901  df-fac 13101  df-bc 13130  df-hash 13158  df-shft 13851  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-limsup 14246  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461  df-ef 14842  df-sin 14844  df-cos 14845  df-pi 14847  df-dvds 15028  df-gcd 15264  df-prm 15433  df-pc 15589  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-hom 16013  df-cco 16014  df-rest 16130  df-topn 16131  df-0g 16149  df-gsum 16150  df-topgen 16151  df-pt 16152  df-prds 16155  df-xrs 16209  df-qtop 16214  df-imas 16215  df-xps 16217  df-mre 16293  df-mrc 16294  df-acs 16296  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-submnd 17383  df-mulg 17588  df-cntz 17796  df-cmn 18241  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-fbas 19791  df-fg 19792  df-cnfld 19795  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-cld 20871  df-ntr 20872  df-cls 20873  df-nei 20950  df-lp 20988  df-perf 20989  df-cn 21079  df-cnp 21080  df-haus 21167  df-tx 21413  df-hmeo 21606  df-fil 21697  df-fm 21789  df-flim 21790  df-flf 21791  df-xms 22172  df-ms 22173  df-tms 22174  df-cncf 22728  df-limc 23675  df-dv 23676  df-log 24348  df-vma 24869 This theorem is referenced by:  fsumvma2  24984  vmasum  24986
 Copyright terms: Public domain W3C validator